基于PVDF/PEO柔性温度传感器研究及其应用

发布时间：2021-09-22 00:22

　　随着可穿戴设备概念的提出,针对健康管理和医疗诊断的可穿戴设备成为学者们的研究热点。柔性温度传感器具有柔软、灵活、灵敏度高、生物相容性好、重量轻且能够自然的贴敷于皮肤表面等特点,在医疗保健和人体健康管理等领域应用广泛。本文以石墨为导电填料,聚偏二氟乙烯（PVDF）和聚环氧乙烷（PEO）为基体材料,研制了一种具有正温度效应的温度敏感复合材料。结合微观表征和DSC分析,阐述了升温过程中,复合材料内部导电粒子的运动情况,揭示了柔性温度传感器的温度敏感机理。设计一种用于监测人体体温的可穿戴柔性温度传感器。对可穿戴柔性温度传感器的重复性,稳定性,响应时间,抗干扰特性等温度敏感特性进行分析,结果表明,在25-42℃的感应温度范围内,具有0.1℃的高精度和近2000次的高重复性。本文设计了一种能与人体表皮紧密贴敷的具有良好透气性能的可粘贴柔性温度传感器,可以准确获取人体不同部位的表皮温度。另外,设计了拉伸率大于50%的可拉伸柔性温度传感器,人体正常活动引起的拉伸不会影响温度测量,可以测量出人体在健康状态和发烧时的腋下体温。结果表明,本文设计的柔性温度传感器满足人体体温测量的要求,在医疗健康领域具有很大... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

碳系导电填料填充的柔性温度传感器Fig1.1Carbon-basedconductivefillerfilledflexibletemperaturesensor

第一章 绪论其在医疗用长期体温传感中有应用的可能性，也可用于机的传感功能。北京大学电子系纳米器件物理与化学重点实备了一种 200 纳米宽的 3D 堆叠结构的薄膜温度传感器，[32]。伊利诺伊香槟大学的 Webb 等人介绍了一种超薄兼容，可以将其柔韧地层压到表皮上，以持续、准确地提供人图 1.2（c）所示。除此之外，Kim 等人研究了一种单晶硅-n 结作为温度传感器[34]，但是 p-n 结的响应度很小，而且大规模生产。大脑是人体神经中枢机关，脑温反映神经代谢常严格。辛辛那提大学的 Wu 等人开发了一种灵活的多晶构灵活性，用于监测高温空间分辨率的大脑温度，该温度1.5s，灵敏度为-0.0031 ℃-1[35]。Salvatore 等人设计了 M础的生物可降解和高变形温度传感器，在设备被揉皱、折持较高的机械稳定性[36]，如图 1.2（d）所示。

图 2.1 石墨的层状结构[39]Fig 2.1 The layered structure of graphite填料，炭黑容易出现团聚现象且有结构碳纤维和碳纳米管价格相对昂贵，成本合时容易沉在底部，在导电复合材料中电部分绝缘，因此本文选择价格便宜，述的石墨粉的纯度不低于 99.5%，如图楚得看到石墨粉的微观形态，呈直径为过磁力搅拌和超声分散，能够将石墨粉电聚合物导电性一致。

【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性温度传感器研究进展[J]. 潘小山,范维,周子冠,贺苗.  传感器与微系统. 2017(10)
[2]人体核心温度的测量方法研究进展[J]. 刘博,唐晓英,刘伟峰,王璐璐.  中国生物医学工程学报. 2017(05)
[3]运动过程中人体工作肌体表皮肤及鼓膜温度的变化[J]. 易学.  中国组织工程研究与临床康复. 2011(50)



本文编号：3402782